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【文/觀察者網(wǎng) 呂棟】

比三星晚了半年，全球芯片代工龍頭臺(tái)積電的3nm制程也終于官宣量產(chǎn)了。

12月29日上午，臺(tái)積電在臺(tái)灣島內(nèi)臺(tái)南科學(xué)園區(qū)舉辦“3nm量產(chǎn)暨擴(kuò)廠典禮”，現(xiàn)場(chǎng)露面的除了臺(tái)積電高管，還有臺(tái)灣當(dāng)局“行政院”副院長(zhǎng)沈榮津、經(jīng)濟(jì)部門負(fù)責(zé)人王美花等一眾官員，以及應(yīng)用材料、泛林半導(dǎo)體、ASML、東京威力科創(chuàng)等美歐日半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商。

不過(guò)耐人尋味的是，在臺(tái)媒的報(bào)道中并未見到蘋果、高通、英偉達(dá)、AMD等美國(guó)大客戶到場(chǎng)站臺(tái)，也讓現(xiàn)場(chǎng)缺了不少“歡呼聲”。就在不久前，庫(kù)克、黃仁勛、蘇姿豐等人曾集體到美國(guó)亞利桑那州為臺(tái)積電的機(jī)臺(tái)移入典禮捧場(chǎng)，稱要以“實(shí)際行動(dòng)”支持“美國(guó)制造”。

回溯過(guò)往，臺(tái)積電7nm、5nm等重要節(jié)點(diǎn)量產(chǎn)時(shí)都頗為低調(diào)，此次為何大張旗鼓舉辦典禮？另外，隨著全球半導(dǎo)體需求萎靡，先進(jìn)制程售價(jià)越來(lái)越高、性能升級(jí)逐步放緩，臺(tái)積電3nm制程能吸引來(lái)多少客戶分擔(dān)成本？搶先臺(tái)積電半年量產(chǎn)3nm的三星，現(xiàn)在狀況又如何了？

生產(chǎn)5nm和3nm的臺(tái)積電晶圓18廠

罕見舉辦量產(chǎn)典禮，有何意味？

根據(jù)臺(tái)媒報(bào)道，臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音一早就到達(dá)典禮現(xiàn)場(chǎng)。他透露，3nm制程的良率，已經(jīng)和5nm量產(chǎn)同期的良率相當(dāng)，未來(lái)該制程將被應(yīng)用在超算、云計(jì)算、AR、VR等應(yīng)用當(dāng)中。

除了官宣3nm制程量產(chǎn)，臺(tái)積電還計(jì)劃在臺(tái)南進(jìn)一步擴(kuò)產(chǎn)。劉德音表示，臺(tái)積電在當(dāng)?shù)氐耐顿Y總計(jì)達(dá)1.86萬(wàn)億新臺(tái)幣（約合人民幣4226億元），生產(chǎn)5nm和3nm的晶圓18廠第八期擴(kuò)產(chǎn)即將開始，每期都包含大型潔凈室，且每期都是一般標(biāo)準(zhǔn)邏輯電路工廠的兩倍大。

7nm和5nm量產(chǎn)都沒(méi)有舉行典禮，臺(tái)積電為何要高調(diào)官宣3nm量產(chǎn)？島內(nèi)媒體解讀稱，這一方面是想破除市場(chǎng)對(duì)臺(tái)積電“去臺(tái)化”的擔(dān)憂，臺(tái)積電希望在赴美日建廠之際，顯示出在島內(nèi)持續(xù)投資先進(jìn)制程的意圖；另一方面是想消彌良率不佳的傳言，提振低迷的半導(dǎo)體市場(chǎng)行情。

盡管劉德音稱未來(lái)3nm“需求將非常強(qiáng)勁”，但臺(tái)積電當(dāng)下想說(shuō)服客戶下單3nm并不容易。

臺(tái)積電3nm量產(chǎn)典禮 圖源：臺(tái)媒

首先，上游消費(fèi)電子終端銷售不振，連帶全球半導(dǎo)體市場(chǎng)持續(xù)低迷。

以半導(dǎo)體重鎮(zhèn)韓國(guó)的數(shù)據(jù)為例，把11月算上，當(dāng)?shù)匦酒a(chǎn)量已連續(xù)4個(gè)月下滑，年減率高達(dá)15%，降幅創(chuàng)下2009年以來(lái)最高。與此同時(shí)，當(dāng)?shù)匦酒瑤?kù)存量呈現(xiàn)兩位數(shù)增長(zhǎng)，11月更同比增長(zhǎng)20%。

另外，先進(jìn)制程的性價(jià)比在持續(xù)降低，外界不斷質(zhì)疑臺(tái)積電和三星在制程命名上玩文字游戲，晶體管密度并不符合摩爾定律的要求。根據(jù)第三方統(tǒng)計(jì)，三星3nm制程晶體管密度為1.7億顆/平方毫米，而英特爾7nm工藝可達(dá)1.8億顆/平方毫米，可見三星3nm工藝的晶體管密度連英特爾的7nm都不如。

臺(tái)積電、三星、英特爾等廠商不同制程節(jié)點(diǎn)的晶體管密度對(duì)比 圖源：DigiTimes

據(jù)臺(tái)積電透露，相較于5nm制程，3nm制程的邏輯密度將增加約70%，在相同功耗下速度提升10-15%，或者在相同速度下功耗降低25-30%。而上一代5nm相較于7nm，邏輯密度增加高達(dá)1.8倍，相同功耗下速度增快約20%，相同速度下功耗降低約40%。

不難看出，3nm制程帶來(lái)的性能提升幅度，并沒(méi)有5nm那么大，但3nm制程的價(jià)格卻更貴了。島內(nèi)媒體上個(gè)月爆料，臺(tái)積電采用3nm制程的12英寸晶圓片單價(jià)已突破2萬(wàn)美元（約合人民幣14.3萬(wàn)元），相比7nm制程的價(jià)格翻倍，相比5nm制程漲幅也有25%。

臺(tái)積電晶圓代工價(jià)格不斷創(chuàng)新高

價(jià)格的漲幅超過(guò)性能的漲幅，下游廠商會(huì)輕易接受嗎？

島內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備人士透露，由于過(guò)去1年多來(lái)3nm良率拉升難度飆升，臺(tái)積電為此已不斷修正3nm藍(lán)圖，且劃分出N3、N3E等多個(gè)3nm家族版本，再加上半導(dǎo)體供需反轉(zhuǎn)，英特爾、蘋果新品計(jì)劃也有所修正，因此首代3nm制程雖量產(chǎn)，但四季度出貨片數(shù)甚少。

盡管臺(tái)媒稱臺(tái)積電3nm將在明年年中放量，且蘋果、高通、AMD、聯(lián)發(fā)科與英偉達(dá)等多家大廠已排定2023-2025年量產(chǎn)時(shí)程，但在當(dāng)天的量產(chǎn)典禮上并沒(méi)有客戶現(xiàn)身。原本華為也是臺(tái)積電先進(jìn)制程的大客戶之一，但在美國(guó)阻撓下，雙方合作不得不終止。

良率低下，三星客戶接連“出走”？

作為全球晶圓代工市場(chǎng)的老二，三星今年三季度的市場(chǎng)份額僅15.5%，與臺(tái)積電56.1%的份額仍存在難以彌和的差距。但三星一直以超越臺(tái)積電為目標(biāo)，今年6月?lián)屜攘慨a(chǎn)了3nm制程。

2022年三季度，全球晶圓代工市場(chǎng)份額 圖源：TrendForce集邦咨詢

但速度領(lǐng)先的三星，卻在良率上不停遭遇困境。上個(gè)月，韓媒《Naver》的爆料顯示，三星的3nm制程良率還不到20%，這意味著從晶圓上切割下來(lái)的芯片裸片（die），只有20%可以通過(guò)質(zhì)量控制。目前，三星正與一家美國(guó)公司合作，試圖減少芯片缺陷，提高良率。

良率的低下，也讓三星比臺(tái)積電更早遇到了招攬客戶的難題。6月底3nm制程量產(chǎn)至今，三星一直沒(méi)有披露客戶的下單情況，甚至三星自己的手機(jī)處理器都沒(méi)有導(dǎo)入自家的3nm制程。以至于臺(tái)積電總裁魏哲家暗諷三星：技術(shù)要來(lái)賺錢用的，不是好看用的。

臺(tái)灣半導(dǎo)體設(shè)備人士傳出，三星最重要的兩個(gè)大客戶中，英偉達(dá)已由三星8nm制程轉(zhuǎn)向臺(tái)積電的5/4nm制程，高通也大幅提升臺(tái)積電訂單比重，連續(xù)兩年接受臺(tái)積電漲價(jià)，并將驍龍8 Gen1 Plus和最近旗艦驍龍8 Gen 2下單臺(tái)積電，采用4nm制程。

三星代工業(yè)務(wù)和半導(dǎo)體研發(fā)中心的員工舉起三根手指作為3nm的象征，慶祝該公司首次生產(chǎn)采用GAA架構(gòu)的3nm制程芯片

此外科技媒體“DigiTimes”報(bào)道稱，三星還丟掉高通5G調(diào)制解調(diào)器與射頻芯片訂單，后者2023年分別轉(zhuǎn)投臺(tái)積電5/7nm家族。隨著兩大客戶訂單流失，再加上手機(jī)出貨量下調(diào)，自家處理器出貨也修正，三星7nm以下的巨額投資的回收期或?qū)⒏L(zhǎng)。

臺(tái)灣島內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備人士估算，2019年臺(tái)積電開始采用極紫外光刻機(jī)（EUV）量產(chǎn)7nm，當(dāng)年資本支出為149億美元，2022年底3nm量產(chǎn)，同年資本支出雖兩度下調(diào)，但仍高達(dá)360億美元，未來(lái)數(shù)年該公司資本支出規(guī)模都將在300億美元以上。

對(duì)比來(lái)看，三星近年資本支出雖然也飆升，2022年約為400億美元，但存儲(chǔ)器投資占比最大，晶圓代工最多約為100多億美元，相當(dāng)于臺(tái)積電的三分之一左右。

目前，三星仍在持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，除了在韓國(guó)增產(chǎn)4nm產(chǎn)能外，總投資170億美元的美國(guó)德州新廠預(yù)計(jì)2024年下半量產(chǎn)，并已計(jì)劃未來(lái)20年內(nèi)，在德州興建11家新廠。但如果沒(méi)有大客戶訂單支撐，三星的晶圓代工事業(yè)如何發(fā)展下去，市場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生更多疑慮。

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